【摘要】：油田產(chǎn)出液多以油包水乳液的形式存在,原油乳液中含有的乳化水不但會(huì)對(duì)輸油管道產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕,還會(huì)對(duì)煉化產(chǎn)生極大影響。因此,對(duì)原油乳液進(jìn)行破乳脫水是十分必要的,眾多破乳方法中利用化學(xué)破乳劑實(shí)現(xiàn)破乳的方法應(yīng)用最為廣泛。目前,將磁性Fe304與具備破乳性能的化合物進(jìn)行復(fù)合制備所得的磁化破乳劑由于具有易于從復(fù)雜多相體系中分離、可被循環(huán)利用和不會(huì)造成二次污染等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛研究。至今,國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道的磁化破乳劑大多是具有核殼結(jié)構(gòu)的納米粒子,并未見(jiàn)有文獻(xiàn)探討顆粒形貌對(duì)其破乳能力的影響。實(shí)際上,研究表明不同形貌的磁性功能納米粒子會(huì)具有不同的光學(xué)、磁學(xué)、界面和催化等性能。此外,目前制備磁化破乳劑的實(shí)驗(yàn)方法都過(guò)于繁復(fù)而限制了其進(jìn)一步工業(yè)化放大應(yīng)用。本文探究了磁化破乳劑形貌對(duì)其破乳能力的影響,同時(shí)簡(jiǎn)化了制備方法以提高實(shí)際應(yīng)用性。論文第一部分首先以具有破乳性能的嵌段聚醚、油酸、乙酰丙酮鐵等化合物為原料,利用溶劑熱法制備了三種不同形貌的磁化破乳劑,分別為金字塔形(TFNPs)、八面體形(OFNPs)以及截?cái)喟嗣骟w形(TOFNPs),并利用掃描電鏡、透射電鏡、X射線衍射、X射線光電子能譜、紅外光譜、熱重分析以及飽和磁化量等分析測(cè)試手段對(duì)產(chǎn)物形貌以及表面特性進(jìn)行了深入的分析。TFNPs,OFNPs和TOFNPs三種磁化破乳劑的平均粒徑分別為159.91 nm,173.82 nm和143.36 nm。嵌段聚醚和油酸等功能化合物通過(guò)雙齒絡(luò)合和單齒絡(luò)合的羧基連接在TOF NPs的表面,而TF NPs和OF NPs表面只存在單齒絡(luò)合形式的羧基,因此TOFNPs表面負(fù)載的功能化合物含量最高,達(dá)到20.9%,而其它兩種磁化破乳劑表面功能化合物的負(fù)載量只有3.5%。接著利用水/環(huán)己烷乳液來(lái)評(píng)價(jià)了它們的破乳性能,發(fā)現(xiàn)TOFNPs的破乳效果最好。通過(guò)動(dòng)態(tài)界面張力和界面粘彈性實(shí)驗(yàn),對(duì)比了三種磁化破乳劑在破乳過(guò)程中擴(kuò)散初期和擴(kuò)散末期的擴(kuò)散系數(shù)D0和D∞,TOF NPs的最大D0和D∞比其他兩種磁化破乳劑的大四個(gè)數(shù)量級(jí),意味著TOF NPs可以更快的吸附到環(huán)己烷/水界面上。環(huán)己烷/水界面彈性模量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,TOFNPs表面的高負(fù)載量有利于降低彈性模量。通過(guò)擴(kuò)散動(dòng)力學(xué),吸附動(dòng)力學(xué),吸附能和界面彈性模量共同揭示了 TOFNPs具有最好破乳效果的原因。論文第二部分對(duì)磁化破乳劑制備實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了優(yōu)化探討,利用一步法合成了與TOFNPs形貌相近、表面修飾改性劑負(fù)載含量更高(40%)、粒子尺寸也更加小(28 nm)的磁化破乳劑PEMN。原油乳液破乳實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)PEMN的加量為0.625 g/L,破乳溫度為70℃,靜置脫水時(shí)間為30min時(shí)即可實(shí)現(xiàn)油水兩相完全分離,此外PEMN可以循環(huán)使用三次,破乳效果比改性前的嵌段聚醚更好。利用共聚焦顯微鏡對(duì)破乳過(guò)程中不同階段乳化水滴的變化進(jìn)行了觀察,確定了 PEMN在破乳過(guò)程中會(huì)吸附在油水界面上,降低了被乳化水滴的穩(wěn)定性,從而促進(jìn)水滴之間的聚并,最后實(shí)現(xiàn)油水兩相的分離。
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：X741;TE39
【圖文】：

圖２－１實(shí)驗(yàn)室自制ＰＰＯ－ＰＥＯ分子式逡逑

圖２－２三種磁化破乳劑的ＳＥＭ圖像：（ａ）ＴＦＮＰｓ、（ｅ）ＯＦＮＰｓ、（ｉ）ＴＯＦＮＰｓ；三種不同形貌磁化破乳逡逑劑的ＴＥＭ圖像：（ｂ）ＴＦＮＰｓ、（ｆ）ＯＦＮＰｓ、（ｊ）ＴＯＦＮＰｓ；三種不同形貌磁化破乳劑的ＨＲＴＥＭ圖像：逡逑（ｃ）ＴＦＮＰｓ、（ｇ）ＯＦＮＰｓ、（ｋ）ＴＯＦＮＰｓ；三種不同形貌磁化破乳劑的邋ＳＡＥＤ邋圖像：（ｄ）ＴＦＮＰｓ、（ｈ）ＯＦ逡逑ＮＰｓ、（ｌ）ＴＯＦＮＰｓ逡逑ＸＦ邋ＮＰｓ，ｓｓ一，逡逑

圖２－３邋ＴＦ邋ＮＰｓ，邋ＯＦ邋ＮＰｓ和ＴＯＦ邋ＮＰｓ三種納米粒子的ＸＲＤ譜圖逡逑１７逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2752901